摘要：传统假体植入物是实心结构,其弹性模量远高于自体骨,植入后易产生应力遮挡效应。为研究假体植入物不同结构对钛合金假体流体剪切力分布的影响,并确定最适合成骨细胞在生理条件下生长的结构,采用SolidWorks软件建立了5种孔隙率相同、结构不同的多孔钛合金假体,并且采用ANSYS Fluent软件对5种假体的比表面积进行比较,建立了假体的流动模型。将各假体表面剪应力的大小和分布与生理条件下的流体剪应力进行比较,确定其一致性。在保持假体结构不变的情况下,通过改变假体的孔隙率得到4种不同的假体,运用计算流体力学软件分析,得到假体表面流体剪应力的分布。将流体剪应力与生理条件下流体剪应力区间进行比较,最终获得了一种最适合细胞生长的多孔钛合金假体的结构。

摘要：目的对灌注式生物反应器中大段多孔磷酸三钙载体内流场分布进行模拟研究。方法使用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对我们自行设计的灌注式生物反应器中大段多孔β-TCP载体内流场分布情况进行了模拟研究,并对不同灌注速度条件下载体材料内的流体剪切应力进行了计算。结果利用CFD方法可以很好的模拟三维载体材料内的流场分布,并可以对载体材料内部的流体剪切应力进行计算。在我们的灌注反应体系中,3ml/min,6ml/min及9ml/min灌注速度条件下载体内主要区域的流速值分别为(0.227±0.062)mm/s、(0.459±0.125)mm/s以及(0.701±0.193)mm/s,而相应的流体剪切应力值分别为5.2±1.5mPa、10.6±3mPa以及16.2±4.6Pa。结论利用计算流体动力学(CFD)这一计算模型可以进行不同灌注系统之间结果的比较及不同显微结构载体之间结果的比较。并且可以根据细胞实验结果选择适于细胞分布增殖或者分化的流体剪切应力值,进而为组织工程中生物反应器的流速选择以及载体材料结构的加工提供依据。